Процесс Эймса
Процесс Эймса — это процесс получения чистого металлического урана . [1] Этого можно достичь путем смешивания любого галогенида урана (обычно тетрафторида урана ) с порошком металлического магния или порошком металлического алюминия .
История [ править ]
Процесс Эймса был использован 3 августа 1942 года группой химиков под руководством Фрэнка Спеддинга и Харли Вильгельма в лаборатории Эймса в рамках Манхэттенского проекта . [2] Это разновидность очистки на основе термитов , запатентованная в 1895 году немецким химиком Гансом Гольдшмидтом . [3] Разработка процесса Эймса произошла во время активизации исследований в области массового производства металлического урана. Желание увеличить производство было мотивировано страхом перед тем, что нацистская Германия разработает ядерное оружие раньше союзников . Первоначально процесс включал смешивание порошкообразного тетрафторида урана и порошкообразного магния. Эту смесь поместили в железную трубу, которая была заварена с одной стороны и заглушена с другой. Этот контейнер, названный « бомбой », был помещен в печь. Спеддингом [Примечание 1] При нагревании до температуры 1500 °C (2730 °F) содержимое контейнера вступило в бурную реакцию, в результате чего остался 35-граммовый слиток чистого металлического урана. Процесс был быстро расширен; к октябрю 1942 года «Проект Эймса» производил металл со скоростью 100 фунтов (45 кг) в неделю. Тетрафторид урана и магний были запечатаны в корпусе реактора с огнеупорной футеровкой, который до сих пор называют «бомбой». Термитная реакция была инициирована путем нагревания сборки в печи до 600 ° C (1112 ° F); Большая разница в плотности между шлаком и металлом позволила полностью отделить его в жидком состоянии, получив металл, не содержащий шлака. [4] К июлю 1943 года объем производства превысил 130 000 фунтов (59 000 кг) металлического урана в месяц. Прежде чем процесс был передан в промышленность, в Эймсе было произведено около 1000 тонн урановых слитков. [5]
12 октября 1945 года проект Эймса получил награду «E» армии и флота за выдающиеся достижения в производстве, что означает 2,5 года выдающихся достижений в промышленном производстве металлического урана как жизненно важного военного материала. Университет штата Айова является единственным среди учебных заведений, получившим эту награду за выдающиеся заслуги — честь, обычно присуждаемую промышленности. [ нужна цитата ]
-
«Бомбу» ( сосуд под давлением ), содержащую галогенид урана и жертвенный металл , вероятно, магний, опускают в печь. -
После реакции остатки шлака покрывают внутреннюю часть бомбы. -
Металлический уран «бисквит» из восстановления. реакции
редкоземельных металлов Эймса для Процесс
Металлотермическое восстановление безводных фторидов редкоземельных металлов до редкоземельных металлов также называют процессом Эймса. [6]
Изучение редких земель также продвинулось вперед во время Второй мировой войны: считалось, что синтетический плутоний аналогичен редкоземельным элементам, и предполагалось, что знание редких земель поможет в планировании и изучении трансурановых элементов; ионообменные методы, разработанные для переработки актинидов, явились предшественниками методов переработки оксидов редкоземельных элементов; методы, применявшиеся для урана, были модифицированы для плутония , который впоследствии послужил основой для получения редкоземельных металлов. [7] [8]
Ссылки [ править ]
- ^ «Лаборатория Эймса и производство урана во время Второй мировой войны» . Американское химическое общество . Проверено 8 февраля 2023 г.
- ^ Фрэнк Х. Спеддинг, Харли А. Вильгельм и Уэйн Х. Келлер, «Производство урана», патент США №. 2830894 (подана: 7 ноября 1947 г.; выдано: 15 апреля 1958 г.).
- ^ Х. Гольдшмидт, «Процесс производства металлов, металлоидов или их сплавов», патент Германии № 96317 (13 марта 1895 г.).
- ^ Металлический торий, Материалы конференции по торию, 11 октября 1956 г., Американское общество металлов и Комиссия по атомной энергии США, Х. Вильхем, редактор, 1958 г.
- ^ 1972–1973 Основные моменты лаборатории Эймса, Лаборатория Эймса, Университет штата Айова, Эймс, Айова, ERDA 0575.
- ^ Хаффин, К.; Уильямс, Дж. (1 ноября 1959 г.). Аффинаж и очистка редкоземельных металлов (Отчет). стр. AECU––4426, 4213369. doi : 10.2172/4213369 . Проверено 6 января 2022 г.
- ^ А. Х. Данн, Глава 8: Металлотермическое получение редкоземельных металлов, Редкие земли, Ф. Х. Спеддинг и А. Х. Даан (редактор), John Wiley & Sons, Inc., 1961.
- ^ «ДОУ Пульс» . web.ornl.gov . Проверено 8 февраля 2023 г.
Примечания [ править ]
- ^ На лабораторном жаргоне сосуды под давлением, такие как стальные автоклавы и газовые баллоны, обычно называют «бомбами».
Внешние ссылки [ править ]
- Лаборатория Эймса. «Процесс Эймса для редкоземельных металлов» . Архивировано из оригинала 02 марта 2013 г. Проверено 26 февраля 2013 г.
